適讀人群 ：工業(yè)領(lǐng)域自動(dòng)化裝備的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、研究人員 【適讀人群】
所有工業(yè)領(lǐng)域載人車輛和貨運(yùn)車輛的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、研究人員
【圖書特色】
1. 德國(guó)拉芬斯堡魏恩加滕應(yīng)用技術(shù)大學(xué)汽車技術(shù)教授、前奧迪汽車公司自動(dòng)裝備技術(shù)開(kāi)發(fā)主管編寫，具有較強(qiáng)的工程應(yīng)用參考價(jià)值。
2. 《自動(dòng)車輛和過(guò)程的容錯(cuò)設(shè)計(jì)及控制》中的“自動(dòng)車輛”還包括處于工業(yè)生產(chǎn)狀態(tài)，或者各種基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)的車輛，即載人車輛和貨運(yùn)車輛，也稱為自動(dòng)式車輛或自動(dòng)引導(dǎo)車。另外，盡管在基礎(chǔ)設(shè)施和加工行業(yè)中可能存在類似的運(yùn)行過(guò)程，但在這里，自動(dòng)化過(guò)程主要指工業(yè)企業(yè)的制造、組裝和物流過(guò)程。
3. 以作者團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)并應(yīng)用的一款自動(dòng)引導(dǎo)車為例，詳細(xì)介紹了自動(dòng)車輛和過(guò)程的容錯(cuò)設(shè)計(jì)及控制思路、方法和開(kāi)發(fā)過(guò)程。
就本書內(nèi)容而言，包括了我近幾年所進(jìn)行的科學(xué)研究工作。我的朋友，波蘭錫隆納葛拉大學(xué)（University of ZielonaGóra）的Marcin Witczak，是最重要的參與人，他提供了大量有益的見(jiàn)解和評(píng)論。另外，由Józef Korbicz領(lǐng)導(dǎo)的該大學(xué)著名的控制與計(jì)算工程學(xué)院，其中的九位研究人員Mariusz Buciakowski、Pawe Majdzik、Krzysztof Patan、Baromiej Sulikowski也提供了大量的協(xié)助工作。我的前同事Andreas Paczynski也很值得一提，正是通過(guò)他，我與波蘭的業(yè)內(nèi)人士建立了合作和協(xié)助關(guān)系。
在我所有的企業(yè)和大學(xué)研究項(xiàng)目中，我的研究助理也做出了大量貢獻(xiàn)，另外，與他們的積極討論也非常重要，他們是Marek Stania、Micha Zajc、Pawe Ziemniak（項(xiàng)目：用于生產(chǎn)和服務(wù)的自動(dòng)車輛的轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)）、Anna Chami（項(xiàng)目：油泵系統(tǒng)的先進(jìn)控制和診斷過(guò)程）、Claudius Spindler和Piotr Witczak（項(xiàng)目：生產(chǎn)能效預(yù)測(cè)系統(tǒng)），以及Denis Hock和Johannes Schmelcher（項(xiàng)目：開(kāi)發(fā)創(chuàng)新型的座艙式自行車）。在與過(guò)去和現(xiàn)在同事的共同研究工作中，許多人對(duì)本書的寫作內(nèi)容做出了重要貢獻(xiàn)，他們是Nicolai Beisheim、Robert Bjekovic、Peter Hertkorn、Jens Kiefer、Michael Niedermeier、Stephan Rudolph、Markus Till、Theresa Breckle、Michael Elwert、Kevin Holder、Manuel Ramsaier和Fabian Wünsch。Andreas Zech在數(shù)字產(chǎn)品生命周期項(xiàng)目中，給予了大量無(wú)私的幫助。同時(shí)，與辦公室同事Wolfgang Engelhardt進(jìn)行的多次討論，對(duì)我產(chǎn)生了非常積極的影響。另外，我所在科研部門的良好氛圍對(duì)我的研究工作也產(chǎn)生了積極的作用。除了上述提到的企業(yè)文化因素以外，還要感謝幾位主要的同事，他們是Zerrin Harth、Bernhard Bauer、Edmund Bhm、Thomas Glogowski、Jrg Hübler、Andre Kaufmann、Tim Nosper、Thomas Schreier-Alt和Michael Winkler。本書內(nèi)容的一部分來(lái)自我在汽車行業(yè)的講座和訪談系列。
我要感謝德國(guó)拉芬斯堡-魏恩加滕應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的教職員工及參與相關(guān)項(xiàng)目眾多大學(xué)生的共同投入、開(kāi)放性、理解力以及樂(lè)趣。我還要感謝該大學(xué)管理層，尤其是Thomas Spgele校長(zhǎng)的大力支持和所創(chuàng)造的學(xué)術(shù)自由氣氛。還有，Peter Eckart在我研究期間，幫我承擔(dān)了一些教學(xué)任務(wù)，我對(duì)此深表感謝。
最后，我要特別感謝我姐姐Eva對(duì)本書進(jìn)行了最后的校對(duì)。
我更要感謝我的妻子和孩子們，他們讓我有充足的時(shí)間完成寫作；還要感謝我母親的不斷關(guān)懷。
前言
縮寫
符號(hào)
開(kāi)篇關(guān)于本書……1
參考文獻(xiàn)……9
第1部分容錯(cuò)原理、設(shè)計(jì)與控制
第1章 容錯(cuò)控制……15
1.1時(shí)間連續(xù)過(guò)程的容錯(cuò)控制……20
1.2離散性事件系統(tǒng)的容錯(cuò)控制……22
1.3故障識(shí)別:主動(dòng)式容錯(cuò)控制基本工具……25
1.4容錯(cuò)控制器……26
1.5故障預(yù)測(cè)……27
1.6小結(jié)……30
參考文獻(xiàn)……31
第2章 容錯(cuò)設(shè)計(jì)……34
2.1探索需求……36
2.2功能架構(gòu)……40
2.3物理實(shí)現(xiàn)……43
2.4幾何因素考慮……44
2.5小結(jié)……47
參考文獻(xiàn)……47
第2部分自動(dòng)車輛的容錯(cuò)設(shè)計(jì)與控制
第3章 基于方法和模型的自動(dòng)車輛設(shè)計(jì)……53
3.1過(guò)程規(guī)劃……53
3.1.1機(jī)電一體化系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法……54
3.1.2開(kāi)發(fā)過(guò)程的規(guī)劃和控制……58
3.2探索客戶需求……61
3.3需求管理……65
3.3.1背景……65
3.3.2基于模型的需求管理……67
3.3.3行業(yè)情況……68
3.3.4自動(dòng)引導(dǎo)車輛需求管理……69
3.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)……74
3.5行業(yè)特定的設(shè)計(jì)……75
3.6系統(tǒng)集成……76
3.7驗(yàn)證與確認(rèn)……76
3.8小結(jié)……78
參考文獻(xiàn)……78
第4章 自動(dòng)引導(dǎo)車虛擬診斷傳感器的設(shè)計(jì)……81
4.1技術(shù)現(xiàn)狀……81
4.2所要研究的問(wèn)題與結(jié)構(gòu)……83
4.3離散時(shí)間系統(tǒng)的描述……84
4.4自動(dòng)引導(dǎo)車的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)……84
4.5自動(dòng)引導(dǎo)車的數(shù)學(xué)模型……86
4.6虛擬傳感器設(shè)計(jì)……87
4.6.1不確定區(qū)間……92
4.6.2診斷原理……92
4.7測(cè)試驗(yàn)證……93
4.8實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論……94
4.9結(jié)論……97
參考文獻(xiàn)……98
第3部分自動(dòng)化過(guò)程的容錯(cuò)設(shè)計(jì)與控制
第5章 自動(dòng)化過(guò)程的預(yù)測(cè)容錯(cuò)控制……103
5.1規(guī)劃自動(dòng)化電池組裝系統(tǒng)……104
5.2裝配系統(tǒng)建�！�106
5.2.1最大加代數(shù)……107
5.2.2區(qū)間性最大加代數(shù)……108
5.2.3區(qū)間性最大加線性模型……108
5.3容錯(cuò)控制策略……109
5.4容錯(cuò)控制策略的應(yīng)用……112
5.5結(jié)論……116
參考文獻(xiàn)……117
第6章 預(yù)測(cè)自動(dòng)化過(guò)程組件的剩余使用壽命……118
6.1簡(jiǎn)介……118
6.2應(yīng)用舉例……120
6.3當(dāng)今技術(shù)現(xiàn)狀……124
6.3.1剩余使用壽命的預(yù)測(cè)……124
6.3.2電池衰老模型……126
6.3.3組裝系統(tǒng)的預(yù)測(cè)控制……129
6.4剩余使用壽命的預(yù)測(cè)方法……129
6.4.1衰退指標(biāo)……129
6.4.2上級(jí)系統(tǒng)剩余使用壽命的預(yù)測(cè)……132
6.4.3剩余使用壽命與容錯(cuò)之間的關(guān)系……135
6.5電池狀態(tài)估計(jì)……136
6.6剩余使用壽命的預(yù)測(cè)……139
6.7性能評(píng)估……140
6.8裝配系統(tǒng)的健康意識(shí)模型預(yù)測(cè)控制……144
6.9驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)結(jié)果……146
6.10結(jié)論……149
參考文獻(xiàn)……150
第7章 擴(kuò)展具有柔性冗余和共享元素的自動(dòng)化流程……154
7.1柔性冗余和共享元素……154
7.2過(guò)程舉例……156
7.3柔性冗余元素建�！�158
7.4座椅裝配系統(tǒng)的建�！�160
7.4.1最大加Max-Plus線性模型和區(qū)間最大加Imax-Plus框架……160
7.4.2處理過(guò)程約束……162
7.5約束模型預(yù)測(cè)控制……162
7.6座椅裝配系統(tǒng)的容錯(cuò)控制……163
7.7實(shí)施結(jié)果……166
7.7.1無(wú)故障情況……166
7.7.2故障情況……167
7.8結(jié)論……170
參考文獻(xiàn)……171
第8章 結(jié)論與未來(lái)的研究方向……172
8.1結(jié)論……172
8.2未來(lái)的研究方向……174
參考文獻(xiàn)……175
書單推薦
